Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Фермент, участвующий в восстановлении ДНК
Enzyme involved in DNA repair
Апурино-апиримидиновая (AP) эндонуклеаза – это фермент, участвующий в пути удаления оснований (BER) при восстановлении ДНК. Его основная роль в восстановлении поврежденных или неправильно спаренных нуклеотидов в ДНК заключается в создании разрыва в фосфодиэфирном скелете в AP-участке, образованном при удалении поврежденного основания ДНК-гликозилазой. Существует четыре типа AP-эндонуклеаз, классифицированных в соответствии с их механизмом и местом расщепления. AP-эндонуклеазы класса I расщепляют 3'-концы AP-участков посредством β-лиазного механизма, образуя ненасыщенный альдегид, называемый 3'-(4-гидрокси-5-фосфо-2-пентенал) остатком, и 5'-фосфат. AP-эндонуклеазы класса II разрезают ДНК 5'-концы AP-участков гидролитическим механизмом, образуя 3'-гидроксильную группу и 5'-дезоксирибозофосфатный остаток. AP-эндонуклеазы класса III и класса IV также расщепляют ДНК в фосфатных группах 3' и 5' относительно участка без основания, но образуют 3'-фосфат и 5'-ОН. У человека есть две AP-эндонуклеазы: APE1 и APE2. APE1 проявляет высокую AP-эндонуклеазную активность, составляющую более 95% от общей клеточной активности, и считается основной AP-эндонуклеазой в клетках человека. Человеческая AP-эндонуклеаза (APE1), как и большинство AP-эндонуклеаз, относится к классу II и требует Mg2+ в активном центре для выполнения своей роли в удалении оснований. Гомологом этого фермента у дрожжей является APN1. Человеческая AP-эндонуклеаза 2 (APE2), как и большинство AP-эндонуклеаз, также относится к классу II. Экзонуклеазная активность APE2 сильно зависит от ионов металлов. Однако активность APE2 в присутствии марганца была более чем в 5 раз выше, чем в присутствии ионов магния. Обе эти структуры содержат кольца, присоединенные к коротким цепям, которые напоминают кольцо дезоксирибозы без присоединенного основания и фосфодиэфирную связь в ДНК. Кроме того, обе структуры содержат множество акцепторов водородных связей, которые могут взаимодействовать с донорами водородных связей в активном центре APE1, что приводит к связыванию ингибиторов в активном центре и предотвращает катализ ферментом других реакций.
Apurinic/apyrimidinic (AP) endonuclease is an enzyme that is involved in the DNA base excision repair pathway (BER). Its main role in the repair of damaged or mismatched nucleotides in DNA is to create a nick in the phosphodiester backbone of the AP site created when DNA glycosylase removes the damaged base. There are four types of AP endonucleases that have been classified according to their mechanism and site of incision. Class I AP endonucleases cleave 3′ to AP sites by a β lyase mechanism, leaving an unsaturated aldehyde, termed a 3′ (4 hydroxy 5 phospho 2 pentenal) residue, and a 5′ phosphate. Class II AP endonucleases incise DNA 5′ to AP sites by a hydrolytic mechanism, leaving a 3′ hydroxyl and a 5′ deoxyribose phosphate residue. Class III and class IV AP endonucleases also cleave DNA at the phosphate groups 3′ and 5′ to the baseless site, but they generate a 3′ phosphate and a 5′ OH. Humans have two AP endonucleases, APE1 and APE2. APE1 exhibits robust AP endonuclease activity, which accounts for >95% of the total cellular activity, and APE1 is considered to be the major AP endonuclease in human cells. Human AP endonuclease (APE1), like most AP endonucleases, is of class II and requires an Mg2+ in its active site in order to carry out its role in base excision repair. The yeast homolog of this enzyme is APN1. Human AP Endonuclease 2 (APE2), like most AP endonucleases, is also of class II. The exonuclease activity of APE2 is strongly dependent upon metal ions. However, APE2 was more than 5 fold more active in the presence of manganese than of magnesium ions. Both of these structures possess rings attached to short chains, which appear similar to the deoxyribose sugar ring without a base attached and phosphodiester bond in DNA. Further, both contain many H bond acceptors which may interact with the H bond donors in the active site of APE1, causing these inhibitors to stick in the active site and preventing the enzyme from catalyzing other reactions.
APE1 как химиопрофилактическая мишень
Поскольку APE1 выполняет важную функцию в пути удаления оснований из ДНК, он стал мишенью для исследователей, стремящихся найти способы предотвратить выживание раковых клеток во время химиотерапии. APE1 необходим не только сам по себе для создания разрыва в цепи ДНК, чтобы ферменты, участвующие в дальнейшем в пути BER, могли распознать AP-сайт, но также обладает редокс-функцией, которая помогает активировать другие ферменты, участвующие в восстановлении ДНК. Следовательно, подавление APE1 может привести к повышению чувствительности опухолевых клеток, тем самым предотвращая сохранение раковых клеток после химиотерапии.
Because APE1 performs an essential function in DNA base excision repair pathway, it has become a target for researchers looking for means to prevent cancer cells from surviving chemotherapy. Not only is APE1 needed in and of itself to create the nick in the DNA backbone so that the enzymes involved later in the BER pathway can recognize the AP site, it also has a redox function that helps activate other enzymes involved in DNA repair. As such, knocking down APE1 could lead to tumor cell sensitivity, thus preventing cancer cells from persisting after chemotherapy.
Активность фермента APE2
APE2 обладает значительно более слабой активностью AP-эндонуклеазы, чем APE1, но его 3'-5'-экзонуклеазная активность сильна по сравнению с APE1, и он проявляет достаточно выраженную активность 3'-фосфодиэстеразы.
APE2 has much weaker AP endonuclease activity than APE1, but its 3' 5' exonuclease activity is strong compared with APE1 and it has a fairly strong 3' phosphodiesterase activity.